La crittografia sarà quantistica?

Web – La crittografia quantistica, in grado di realizzare codici di protezione con livelli di sicurezza oggi inimmaginabili, è una necessità? Secondo gli scienziati che hanno annunciato progressi significativi in questa direzione, la crittografia quantistica non sarebbe necessaria solo se si escludesse la futura possibilità di realizzare computer basati sulla teoria dei quanti. Questi ultimi, dicono gli scienziati, potrebbero decifrare i più complessi algoritmi attuali nel giro di pochi secondi. Da qui, dunque, l’esigenza di nuova sicurezza.

“Se fossimo certi che un computer quantistico non potrà mai essere costruito, allora l’attuale crittografia algoritmica sarebbe sufficiente”. Questo il parere del ricercatore IBM Charles Bennett, uno dei più impegnati nel settore. C’è anche da dire che tra il primo sviluppo di sistemi di crittografia quantistica e la loro possibile applicazione dovrebbero passare forse interi decenni. “In teoria, ha spiegato Bennett, la crittografia quantistica offre sicurezza assoluta”.

La crittografia quantistica è imperniata sui principi della meccanica quantistica, la quantomeccanica, che lavora sui comportamenti della più piccola particella di energia e di materia che possa essere fisicamente ipotizzata, il quanto. Una crittografia di questo genere, dunque, con una sintesi un po’ forzata, sfrutta la possibilità che la materia, e l’informazione che porta con sé, esista in stati diversi in uno stesso tempo. In ambito telematico, una comunicazione può comprendere metodologie quantistiche e in questo caso chi invia e chi riceve l’informazione può accordarsi sullo stato quantistico da utilizzare in modo tale che soltanto a loro sia disponibile l’informazione “contenuta” nel “messaggio quantistico”.

Inoltre, poiché gli stati quantistici sono di grande fragilità, ogni tentativo di “manomissione” di un eventuale messaggio li disturberebbe, avvertendo così il destinatario del messaggio che si è verificata una tentata “intrusione”. Stando agli scienziati, alcuni esperimenti hanno già avuto successo con l’invio di informazioni codificate in onde di fotoni. Su questa ipotesi di lavoro si concentrano gli sforzi dei ricercatori del Los Alamos National Laboratory americano in collaborazione con alcune università svizzere e austriache. L’obiettivo del lavoro è quello di migliorare la sicurezza e l’affidabilità dei fotoni quali “veicoli” per “messaggi sicuri”.

Gli esperimenti – di cui tra l’altro si parla nell’ultimo numero di Physical Review Letters – consistono nella trasmissione di informazioni dentro un raggio di luce che viene fatto passare attraverso un cristallo che suddivide i fotoni in gruppi di particelle coese. Questi fotoni generano un campo elettrico. La loro polarità è data dalla direzione della vibrazione del campo. Più sono i gruppi suddivisi e maggiore è la casualità della loro polarità, maggiore è la sicurezza finale del messaggio che contengono.

Tra gli ostacoli più seri allo sviluppo di queste tecnologie, però, c’è proprio l’instabilità degli stati quantistici. In altre parole, è stato provato che in certe condizioni è possibile “trasmettere” su fibra ottica fino a 25 miglia di distanza. Ma su una rete composita come internet o su una rete satellitare, dicono gli scienziati, gli stati quantistici al momento attuale verrebbero modificati o perduti.

A noi profani basta sapere sapere che una materia fino a ieri “chiusa” nei laboratori, inizia a compiere i suoi primi passi verso applicazioni concrete nel mondo dell’informatica. Perché, dicono i fisici, la quantomeccanica porta con sé immense possibilità di gestione e comprensione della materia.

Lamberto Assenti